Гонадотропины: структура, функции и применение¶

Гонадотропины — это группа гликопротеидных гормонов, которые синтезируются в передней доле гипофиза и в плаценте и регулируют развитие и функцию половых желёз (гонад). К ним относят лютеинизирующий гормон (ЛГ), фолликулостимулирующий гормон (ФСГ), хорионический гонадотропин человека (ХГЧ) и, у некоторых видов, лактогенный гормон. Термин происходит от греческих слов «гонада» (половая железа) и «тропос» (направление, питание), что отражает их основную роль — стимуляцию гонад.

¶Химическая природа и общая структура

Все гонадотропины являются гликопротеинами с молекулярной массой от 28 до 40 кДа. Они состоят из двух нековалентно связанных субъединиц — α и β. α-субъединица у ЛГ, ФСГ, ХГЧ и тиреотропного гормона (ТТГ) практически идентична и кодируется одним геном. Специфичность действия определяется β-субъединицей, которая уникальна для каждого гормона и обеспечивает связывание с соответствующим рецептором.

Углеводная часть составляет до 30 % массы молекулы и представлена остатками сиаловой кислоты, галактозы, маннозы и N-ацетилглюкозамина. Степень сиалирования влияет на период полувыведения: ХГЧ, обладающий высокой сиализацией, циркулирует в крови значительно дольше, чем ЛГ и ФСГ.

¶Синтез и регуляция

Основным местом продукции ЛГ и ФСГ служат гонадотропные клетки (гонадотрофы) передней доли гипофиза. Их секреция регулируется гипоталамическим гонадотропин-рилизинг-гормоном (ГнРГ), который выделяется пульсативно. Частота и амплитуда импульсов ГнРГ определяют соотношение ЛГ и ФСГ в крови.

Синтез и высвобождение гонадотропинов находятся в системе обратной связи с половыми стероидами (эстрогенами, прогестероном, тестостероном) и ингибином, вырабатываемым гонадами. Высокие концентрации стероидов подавляют секрецию гонадотропинов, низкие — стимулируют её. ХГЧ у человека синтезируется синцитиотрофобластом плаценты после имплантации и поддерживает жёлтое тело в первом триместре беременности.

¶Физиологические функции

Действие гонадотропинов опосредовано связыванием с рецепторами, сопряжёнными с G-белками, на клетках гонад, что ведёт к активации аденилатциклазы и росту уровня циклического АМФ.

• ФСГ у женщин стимулирует рост и созревание фолликулов в яичниках и продукцию эстрогенов гранулёзными клетками. У мужчин он действует на клетки Сертоли, поддерживая сперматогенез.
• ЛГ у женщин запускает овуляцию и образование жёлтого тела, стимулирует синтез прогестерона. У мужчин он действует на клетки Лейдига, стимулируя выработку тестостерона.
• ХГЧ поддерживает функцию жёлтого тела, обеспечивая выработку прогестерона, необходимого для сохранения беременности на ранних сроках.

¶Клиническое значение

Определение уровня гонадотропинов в крови и моче — важный диагностический инструмент. Повышенные концентрации ЛГ и ФСГ указывают на первичную недостаточность гонад (например, при синдроме Тёрнера или климаксе), пониженные — на гипоталамо-гипофизарные нарушения (гипогонадотропный гипогонадизм).

ХГЧ служит основным маркером беременности: его обнаруживают в моче и крови уже через 8–11 дней после зачатия. Отклонения уровня ХГЧ помогают выявлять внематочную беременность, некоторые опухоли трофобласта и хромосомные аномалии плода.

¶Применение в медицине

Препараты гонадотропинов широко используются в репродуктивной медицине:

В программах экстракорпорального оплодотворения (ЭКО) гонадотропины применяют для контролируемой гиперстимуляции яичников. У мужчин ХГЧ используют при гипогонадотропном гипогонадизме и крипторхизме.

¶Историческая справка

Существование гонадотропных факторов было впервые предположено в 1920-х годах. В 1927 году немецкие учёные Бернхард Цондек и Зельмар Ашхайм показали, что моча беременных женщин содержит вещество, стимулирующее яичники. В 1930-х годах были выделены первые препараты ХГЧ из мочи. ФСГ и ЛГ человека удалось очистить лишь в 1950–1960-х годах, а их гены клонированы в 1980-х, что открыло путь к производству рекомбинантных гормонов.

¶Побочные эффекты и риски

Применение гонадотропинов может сопровождаться синдромом гиперстимуляции яичников (СГЯ) — состоянием, при котором возникают увеличение яичников, асцит, нарушение электролитного баланса. Возможны также многоплодная беременность, местные реакции в месте инъекций и, редко, тромбоэмболические осложнения. Терапия требует врачебного контроля и мониторинга ультразвуком и анализами крови.

¶Гонадотропины у животных

У разных видов гонадотропины имеют особенности. У лошадей в сыворотке крови беременных кобыл обнаруживают хорионический гонадотропин (ХГК), обладающий преимущественно ФСГ-активностью; его используют в ветеринарии для стимуляции овуляции у скота. У приматов и грызунов набор гонадотропинов и их эффекты варьируют, что учитывают при экспериментальных исследованиях.